[发明专利]一种高压断路器在线监测及故障综合诊断系统

权利要求书

1.一种高压断路器在线监测及故障综合诊断系统，其特征是，包括如下步骤：

步骤1)通过各种传感器进行信号采集，并对相应的信号分别进行预处理；

步骤2)对采集到的数据进行处理并存储，通过ZigBee无线传输模块将信号发送到上位机：

对通过调理电路后的信号在单片机内进行模数转换，并进行存储；

设定传输指令，当单片机接收到传输指令后，经ZigBee无线传输模块发送到上位机；

步骤3)对下位机传输来的信号进行特征值提取，并进行故障诊断：

在虚拟仪器LabVIEW平台上，对线圈电流信号进行小波包分解与重构进行信号辨识；

对振动信号进行经验模态分解，提取有效地特征量；通过行程-时间信号获得动触头刚合、最大、平均速度，以此作为故障特征向量；

将上述的特征向量与正常信号进行对比，若超过一定得阈值，则说明断路器出现故障，并触发报警系统。

2.根据权利要求1所述的一种高压断路器在线监测及故障综合诊断系统，其特征是，所述步骤1)中的信号采集包含如下内容：

a)通过电流霍尔传感器采集分合闸电流信号；

b)通过加速度传感器采集振动信号；

3)通过位移采集行程时间。

3.根据权利要求1所述的一种高压断路器在线监测及故障综合诊断系统，其特征是，所述步骤1)中的预处理具体内容为：先通过隔离放大模块，再将信号进行放大，并除去波纹成分。

4.根据权利要求2或3所述的一种高压断路器在线监测及故障综合诊断系统，其特征是，所述步骤1)中的具体内容为：

11)通过电流霍尔传感器采集分合闸电流信号，再通过隔离放大模块，将信号进行放大，并除去波纹成分；

通过A/D模块将模拟信号转换成可供计算机使用的数字信号；

12)采用压电式加速度传感器进行监测，添加一个低通滤波电路，将噪声干扰信号去除，在A/D转换器中，把模拟信号转换成计算机可处理的数字信号；

13)将旋转式光电编码器安装在断路器机械操动机构的转动轴上，采集传感器测量数据，通过调理电路和A/D转换器，把模拟信号转换成数字信号。

5.根据权利要求1所述的一种高压断路器在线监测及故障综合诊断系统，其特征是，所述步骤3)具体包括如下步骤：

步骤31)对线圈电流进行小波包分解，将采集的分合闸线圈电流信号分解到不同频段，并对代表有效信号的分解系数进行重构然后运用相似原则对重构后的信号进行辨识，以确定高压断路器是否正常运行；

步骤32)将振动信号进行经验模态分解，提取前6个IMF分量作为特征分量，计算各个IMF离散信号分量的总能量，并作归一化处理，构造特征向量；

步骤33)将断路器操作机构动作的行程-时间特性的刚合、最大、平均速度同振动信号特征向量集成，共同组成输入向量用于向量机分类器的训练及故障模式识别；

步骤34)通过线圈电流的特征向量与振动信号的特征量对断路器故障模式进行识别；结合上述两种诊断结果，综合判断断路器故障模式。

6.根据权利要求5所述的一种高压断路器在线监测及故障综合诊断系统，其特征是，所述步骤34)中具体内容为：

先通过线圈电流信号提取的特征向量对高压断路器进行初步诊断，是拒分还是拒合故障；

再通过振动信号进行进一步的诊断，诊断故障的具体类型，其中再结合行程时间信号与振动信号综合判断的结果，实现高压断路器故障模式较准确的诊断。